黑洞能量有多大 黑洞能量有几大
黑洞能量是原子能的25倍。被黑洞吸入的热气体的质量和超高速粒子质量被估算出来。如果汽车引擎能达到黑洞能量的效率,那么1升仑汽油就足够你走3.55亿公里路程了。
科学家认为所有星系中央都存在一个像银河系中心那样的超大质量黑洞。但现在看来,这些黑洞能大到什么程度,是存在一个物理限制的。
据莱斯特大学的研究人员称,这些巨大的黑洞在能量耗尽之前,顶多能达到太阳的500亿倍那么大。
因为它达到了物理学中的“引力极限”,连每秒30万公里的光都无法逃逸出黑洞的引力深井,相较之下逃出地球的第二宇宙速度,只有11.2km/s,能逃出太阳系的第三宇宙速度,也只需要16.7km/s。
因此在很多人的认知里,黑洞就是一颗完全黑暗的天体,它无情吞噬着宇宙中的物质和信息,是宇宙中最有效率的粉碎机。
但在物理学家眼里,黑洞还是一座能量的宝库,因为恒星或者其他物质在被黑洞吞噬之前,首先会形成一个绕黑洞旋转的圆盘,天文学上把这个叫做吸积盘。
在2019年公布的第一张真实的黑洞照片里,酷似蜂窝煤的红色光晕,就是黑洞的吸积盘,而中心的黑色朦胧区域才是黑洞的本体。
由于黑洞本身有着极强的引力,所以大量物质在被撕碎融入吸积盘后,会因为引力作用而相互摩擦并旋转,产生的热量让黑洞吸积盘成了宇宙中最亮的现象之一,而在物理学上,热量就意味着能量。
根据天文学家的计算,只要行星和黑洞保持合适的距离,黑洞完全可以代替恒星的角色,用吸积盘来给行星上的生命提供光和热,比如《星际穿越》中的那几颗星球,光和热就来自于远处的老年黑洞“卡冈图雅”。
所以从理论上来说,黑洞附近的星球也能成为生命和文明的家园,唯一的“坏处”就是黑洞周围的时间膨胀比较严重,所以生活在黑洞附近的文明,时间流逝速度会异常缓慢,而在黑洞影响范围之外的文明看来,黑洞附近的文明会以为时间膨胀的原因,处于静止状态,好似生活在时间牢笼里一样。
20世纪60年代,物理学家戴森提出了包裹恒星吸收光和热来做功的“戴森球”,但由于恒星的体积和质量往往占据了所在星系质量的绝大部分,所以星系内剩余的物质总量是不足以建造包裹恒星的戴森球的,因此戴森球长期以来都属于科幻设施。
不过随着黑洞的被发现和研究,天文学家们开始意识到戴森球并非不可行,因为黑洞比恒星要小很多,且吸积盘向外辐射的能量比太阳高10万倍,所以包裹黑洞要远比包裹恒星来得容易,所获得的能量也更可观。
现在就有科学家相信,在宇宙中一定有一些黑洞,已经被改造成了超级文明的干电池,它们的吸积盘向外辐射的能量有相当一部分都被吸收做功了。甚至不排除超级文明自发制造黑洞,用来当作能量来源的可能性。
其实对现在都人类文明来说,黑洞的形成机制也不是什么秘密,就是单纯的质量或者能量,堆积于时空中的一点而已,所以除了大质量恒星坍塌能形成黑洞外,用于物理实验的超级对撞机内部也有可能产生黑洞。
早在2008年欧洲大型强子对撞机开机的时候,就有人担心它会撞出黑洞吞噬地球,不过物理学家根据霍金的“黑洞辐射理论”告诉大家无须担心,因为撞出来的黑洞会因为质量太小而很快蒸发,而且在对撞机管道内的高度真空环境里,也没什么物质能供黑洞吞噬。
在可以预见的未来,黑洞更多还是会以照片的形式被我们熟知,因为现实宇宙中距离地球最近的黑洞都在1500光年外,所以在开发出虫洞技术或者光速飞船之前,人类文明大概率是没有机会亲眼目睹宇宙中的天然黑洞的。
制造黑洞需要多大能量
无论如何,产生这样的黑洞需要粒子达到 1 千亿亿亿电子伏特以上的能量,
这比人类现在最大的粒子加速器 LHC 的能级高了千万亿倍。
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